Atmosphärische und Ozeanische Daten Assimilation Plus Ensemble Generierung

Das Ziel des Projektverbunds MiKlip ist die Erstellung eines Vorhersagesystems für die mittelfristige Klimavariabilität. Für derartige Vorhersagen des  Erdsystems müssen die Anfangszustände in Ozean und Atmosphäre mit Hilfe von Beobachtungen initialisiert werden. Zudem müssen die Unsicherheiten der Anfangszustände und deren zeitliche Entwicklung durch Ensemblevorhersagen erfasst werden. Bisher kaum untersucht sind die Auswirkungen der Strahlungseffekte durch Aerosole auf diese Unsicherheit der Vorhersage. Das vorliegende Projekt hat drei wesentliche übergeordnete Ziele: 1. Einbringen der Erfahrungen und Techniken des Konsortiums MPI-M, DWD und Meteorologische Institut  Universität Bonn aus dem DFG Schwerpunktprogramm 1167 in die Klimavorhersage zur Ensembleerzeugung und Interpretation von Ensemblevorhersagen 2. Verbesserung der Anfangszustände für die Vorhersage durch optimale Nutzung der Beobachtungen mittels moderner Datenassimilationsverfahren wie der Ensemble Kalman Filterung sowie die Erzeugung unterschiedlicher Anfangszustände zur Erfassung der Unsicherheiten in den Anfangsbedingungen  mittels der numerischen Technik „Breeding“. 3. Die Untersuchung des durch Aerosole erzeugten Strahlungsantriebs der Atmosphäre auf seine Bedeutung für die Klimavorhersage. Dazu wird die Projektarbeit in fünf Pakete mit spezifischen Projektzielen unterteilt, die es ermöglichen  in Zusammenarbeit mit Modul D, den anderen Projekten in Modul A sowie bestimmten Projekten aus Modul E das Projektes AODA-PENG erfolgreich durchzuführen.

Ziele

1. Es werden die technischen und strategischen Überlegungen zum Transfer des gegenwärtigen Datenassimilationsverfahrens (3DVar, Ensemble Kalman Filter) für das globale Wettervorhersagesystem des DWD auf die Komponenten des Klimamodells innerhalb des Klimavorhersagesystems durchgeführt.
2. Es werden die Aktivitäten zur Anwendung von modernen Datenassimilationsverfahren (3DVar, Ensemble Kalman Filter) für das Ozean-Modell gebündelt.
3. Es werden die Strategien und Verfahren zur Erzeugung und Analyse der Ensembleanfangswerte mit Hilfe des Breeding-Verfahrens, des Ensemble Transform Verfahrens oder einer Kombination von beidem entwickelt. 
4. Es wird die Implementation und die Fragen zur Durchführbarkeit der Assimilationsmethoden aus (1) und (2) und der Ensemblestrategien aus (3)  in das projektierte MiKlip Vorhersagesystem.
5. Es wird in Abstimmung mit den Arbeiten zu (3) die Erfassung, die Beschreibung und die Bewertung der Einflüsse der Aerosoleffekte auf die atmosphärische Variabilität und deren langfristige Vorhersagbarkeit durchgeführt.